CN1303590C - 光盘设备、光盘再现方法以及光盘 - Google Patents

光盘设备、光盘再现方法以及光盘 Download PDF

Info

Publication number
CN1303590C
CN1303590C CNB200410064433XA CN200410064433A CN1303590C CN 1303590 C CN1303590 C CN 1303590C CN B200410064433X A CNB200410064433X A CN B200410064433XA CN 200410064433 A CN200410064433 A CN 200410064433A CN 1303590 C CN1303590 C CN 1303590C
Authority
CN
China
Prior art keywords
speed
data
rotating speed
minimum value
reading position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB200410064433XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN1591596A (zh
Inventor
永井宏一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN1591596A publication Critical patent/CN1591596A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1303590C publication Critical patent/CN1303590C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
    • G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
    • G11B19/28—Speed controlling, regulating, or indicating
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B27/00—Editing; Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Monitoring; Measuring tape travel
    • G11B27/10—Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Measuring tape travel
    • G11B27/102—Programmed access in sequence to addressed parts of tracks of operating record carriers
    • G11B27/105—Programmed access in sequence to addressed parts of tracks of operating record carriers of operating discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B27/00—Editing; Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Monitoring; Measuring tape travel
    • G11B27/10—Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Measuring tape travel
    • G11B27/19—Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Measuring tape travel by using information detectable on the record carrier
    • G11B27/28—Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Measuring tape travel by using information detectable on the record carrier by using information signals recorded by the same method as the main recording
    • G11B27/30—Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Measuring tape travel by using information detectable on the record carrier by using information signals recorded by the same method as the main recording on the same track as the main recording
    • G11B27/3027—Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Measuring tape travel by using information detectable on the record carrier by using information signals recorded by the same method as the main recording on the same track as the main recording used signal is digitally coded
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B27/00—Editing; Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Monitoring; Measuring tape travel
    • G11B27/10—Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Measuring tape travel
    • G11B27/19—Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Measuring tape travel by using information detectable on the record carrier
    • G11B27/28—Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Measuring tape travel by using information detectable on the record carrier by using information signals recorded by the same method as the main recording
    • G11B27/32—Indexing; Addressing; Timing or synchronising; Measuring tape travel by using information detectable on the record carrier by using information signals recorded by the same method as the main recording on separate auxiliary tracks of the same or an auxiliary record carrier
    • G11B27/327—Table of contents
    • G11B27/329—Table of contents on a disc [VTOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/79—Processing of colour television signals in connection with recording
    • H04N9/80—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
    • H04N9/804—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving pulse code modulation of the colour picture signal components
    • H04N9/8042—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving pulse code modulation of the colour picture signal components involving data reduction
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • G11B20/1217—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs
    • G11B20/1258—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers on discs where blocks are arranged within multiple radial zones, e.g. Zone Bit Recording or Constant Density Recording discs, MCAV discs, MCLV discs
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B2220/00—Record carriers by type
    • G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
    • G11B2220/25—Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
    • G11B2220/2537—Optical discs
    • G11B2220/2562—DVDs [digital versatile discs]; Digital video discs; MMCDs; HDCDs
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/76—Television signal recording
    • H04N5/84—Television signal recording using optical recording
    • H04N5/85—Television signal recording using optical recording on discs or drums
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/79—Processing of colour television signals in connection with recording
    • H04N9/80—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
    • H04N9/804—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving pulse code modulation of the colour picture signal components
    • H04N9/806—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving pulse code modulation of the colour picture signal components with processing of the sound signal
    • H04N9/8063—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback involving pulse code modulation of the colour picture signal components with processing of the sound signal using time division multiplex of the PCM audio and PCM video signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/79—Processing of colour television signals in connection with recording
    • H04N9/80—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
    • H04N9/82—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback the individual colour picture signal components being recorded simultaneously only
    • H04N9/8205—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback the individual colour picture signal components being recorded simultaneously only involving the multiplexing of an additional signal and the colour video signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/79—Processing of colour television signals in connection with recording
    • H04N9/80—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback
    • H04N9/82—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback the individual colour picture signal components being recorded simultaneously only
    • H04N9/8205—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback the individual colour picture signal components being recorded simultaneously only involving the multiplexing of an additional signal and the colour video signal
    • H04N9/8227—Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback the individual colour picture signal components being recorded simultaneously only involving the multiplexing of an additional signal and the colour video signal the additional signal being at least another television signal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)
  • Management Or Editing Of Information On Record Carriers (AREA)

Abstract

一种光盘设备，用于再现具有记录在其上的多个数据的光盘，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，该光盘设备的特征在于包括：用于确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值和离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值中较大之一的装置(24)；以及目标速度设置装置(26)，用于将高于确定装置确定的最小值的转速设置为当前阅读位置的目标转速。

Description

光盘设备、光盘再现方法以及光盘
技术领域
本发明涉及诸如DVD(数字视盘或数字多用途光盘)播放器、DVD-ROM驱动器或DVD阅读器的光盘设备、光盘再现方法以及光盘。
背景技术
最近，开发了用于编码视频、声频、子图像等，从而以高密度进行记录的光盘。在将诸如电影的信息记录到这种光盘上时，它可以记录同时进行的多个场记(story)的场记数据。此外，在将诸如电影的信息记录到这种光盘上时，可以考虑利用它记录通过从多个角度拍摄同时进行的同一个事件获得的多角度场景。
对于光盘生产者，存在几种选择：当要求将第一和第二场记组合在一起并对观众显示时；当要求主要对观众显示第一场记时；当要求主要对观众显示第二场记时；等等。然而，在传统的电影制作过程中，在制作时，仅存在一次选择。对于第一和第二场景，也依然相同。相反，如果观众可以自由选择哪个来观看第一场记或第二场记，或第一场景或第二场景，则生产者将具有更大的制作自由度。
在最近开发的光盘记录装置中，当通过首先记录同时进行的多个场记或多个场景，记录诸如电影的信息时，在再现时，允许观众在它们之间自由选择。
因此，当在光盘上记录多个场记或场景的数据时，优先这样进行记录，以便在再现时，容易处理该数据。例如，假定顺序记录第一和第二场记的场记数据。当要求在再现时仅再现一个场记时，需要跳跃到另一个场记的记录区。如果另一个场记的时间短，则拾取器的物理移动距离短，而且不存在问题。然而，如果另一个场记的时间长，则拾取器的物理移动距离长，因此可能中断或使再现图像紊乱。
通过正确设计诸如多场景的间插块(interleaved block)的记录结构，并设计再现处理方法，建议提供一种可以减少硬件的负荷并容易提高流数量的光盘记录装置和方法(例如，请参考第2,857,119号日本专利(请参考第0094至0110段以及图22至24))。
该装置是用于再现记录介质的记录装置，该记录介质包括：数据区，用于存储要解码的数据；以及管理数据区，用于存储为了再现数据区内的记录数据所需的管理数据。该数据区包括控制数据，而且具有间插块部分，在该间插块部分内，分布多个场景的视频信号，并将该视频信号存储到多个间插单元内，而且混合每个场景的各间插单元，然后，排列到记录光道上。控制数据包括在每个间插单元内，而在记录介质上描述用于指出混合间插单元的信息以及作为每个场景的下一次跳跃的目的地的下一个间插单元的逻辑地址。用于控制系统的装置包括：在每次再现间插单元时，用于读取属于间插单元的控制数据，并用于识别指出混合间插单元的信息以及作为每个场景的下一次跳跃的目的地的每个场景的下一个间插单元的逻辑地址的装置；以及当场景的运行信息转换时，利用包括在控制数据内的每个场景的下一个间插单元的逻辑地址，控制记录介质上的各数据的记录位置，以改变间插单元的再现流，从而从属于在记录位置获取的间插单元的控制数据中重新识别每个场景的下一个间插单元的跳跃目的地，进而等待场景转换的装置。利用这些装置，更容易管理场景转换，并降低硬件的负荷，因此容易设计并以低成本制作记录装置。
通常，ECC(检错与纠错)处理单元的数据阅读速率几乎是固定的，但是由于以可变速率方式记录视频数据，所以解码器要求的阅读速率根据图像的内容发生变化。对于多场景记录，不是将数据连续记录到光盘上，而是断续记录到光盘上，因此数据读取过程不是连续的，但是解码器要求数据连续。为了减小该差别，一次将ECC处理单元输出的再现数据存储到光道缓冲器，将光道缓冲器的输出送到解码器，然后，确定间插单元的大小，以满足从光道缓冲器连续输出数据，即，将该数据不中断地送到解码器的条件。以即使记录装置反冲(kickback)，存储器输出数据仍不被中断，并连续跳跃间插单元的方式，确定光道缓冲器的大小。反冲过程是再次读取已经被读出的预定扇区的一部分的数据的过程，而且即使光道缓冲器发生数据溢出，它仍用于对数据丢失进行补偿。
广泛采用使用该技术的DVD标准，而且该DVD标准得到高度评价(例如，请参考Standard ECMA-267 120mm DVD-Read-OnlyDisk，3rd Edition，April 2001)。最近，适用于高清晰度(HD)图像的家用显示器正在流行，而且还将信息记录介质设计成适应高清晰度(HD)图像。根据现有的DVD视频标准，可以将标准时长的标准清晰度(SD)电影记录到单层DVD-ROM上。由于运动图像压缩技术的进步，可以将约4倍像素的高清晰度(HD)图像平均压缩到约两倍数据量，因此，可以在双层DVD-ROM上记录电影。即，数据量平均被翻倍，而且部分是3倍。因此，从光道缓冲器送到解码器的数据速率Vo是传统速率的3倍，而且从光盘读出并送到光道缓冲器要求的数据速率Vr也是传统速率的3倍。此外，根据现有的DVD视频标准，多场景部分的数据速率Vo的值设置得低于非多场景部分的数据速率的值，但是从图像质量的观点出发，要求提高数据速率Vo。当数据速率Vo较高时，间插单元的大小更大，而且跳跃距离必须更长。
顺便提一句，在包括DVD-ROM的许多光盘上，由于线性记录密度是固定的，所以要求根据半径改变转动速度，从而以恒数据速率Vr读出信息。作为光盘的旋转控制系统，在DVD-ROM内采用CLV(恒线速度)系统，而在DVD-RAM内采用ZCLV(分区恒线速度)。在CLV系统中，根据半径，改变转速(内侧更快)，以致记录/再现的线速度在整个盘面上为固定的，而且以固定线性记录密度记录/再现整个盘面的方式，以确保记录容量。记录/再现频率也是固定的。在ZCLV系统中，在径向，将光盘划分为环形记录区(区域)，在每个区域，转速是固定的(CAV(恒加速度)系统)，而且越向外侧，每个区域上的每个光道的扇区数量越多。即，在一个区域内，转速是固定的，但是在各区域之间，转速不同。外侧的转速低。然而，在整个盘面上，线速度几乎是固定的。
通过控制主轴马达，可以实现根据半径改变转速。当主轴马达的转矩固定时，以同一个半径改变转速所需的时间几乎与数据速率Vr和跳跃距离成正比。实际上，作为马达的一般特性，随着转速的升高，粘滞阻力和风损(wind loss)升高，因此随着转速升高，可以用于加速或减速光盘转速的有效转矩减小。
根据现有DVD视频标准，可以跟上该光盘转速，直到跳跃结束(要求的跟上时间约为数十毫秒)。然而，当要求将光盘转速提高3倍并延长跳跃距离时，难以提高主轴马达的转矩。因此，即使跳跃结束了，仍难以保持该线速度，即，数据的阅读速率。特别是在便携式家用电器中，可用峰值电功率有限，因为靠电池工作。为了提高峰值电功率，必须增大电池的尺寸，这样就增加了该装置的尺寸和重量，有可能损害商业价值。因此，提高马达转矩是不现实的。
在再现双层光盘时，在从外部圆周跳跃到内部圆周上的情况下，必须提高光盘转速。然而，如果因为转矩不足而不能跟上，则数据速率Vr比假定的基准值低，因此光道缓冲器可能是空的，而且可能中断图像再现过程。特别是，由于在高清晰度视频中，数据量大，所以广泛采用双层光盘，而且这是一个严重问题。
在一些可以以高速再现的当前DVD-ROM驱动器中，利用用于以恒转速转动以恒线速度记录的光盘的CAV系统代替用于以恒线速度转动的CLV系统。在这种情况下，由于阅读数据速率Vr保持3倍以上，所以如果内部圆周被设置为3倍，则最外部圆周的线速度约为7.3倍。如果可以采用该系统，则可以解决上述问题。
然而，例如，即使是在当前的DVD-ROM标准中，保用阅读速率仍是等速的，而且通过假定等速再现，确定光盘翘曲、偏心度以及其它机械特性。如果光盘发生翘曲或偏心，则物镜致动器必须产生用于保持的力，但是由于变形或偏心产生的加速度与线速度的平方成正比，所以，对于8倍可变速度，例如，与等速相比，要求64倍的力。实际上，难以产生这样大的力。因此，即使对于可以以高速再现的驱动器，由于根据诸如光盘翘曲的机械特性，高速再现是困难的，所以在这种情况下，要降低再现速度。即，如果与该标准相比，光盘的翘曲和偏心度足够小，则高速再现是可能的，但是在大时，就不可能跟上。因此，被迫降低再现速度。
在可以记录高清晰度(HD)视频的光盘上，为了以3倍可变速度再现，必须确定光盘翘曲和偏心度的最大值。然而，考虑到当前的光盘制造技术，例如，老化效应、成本以及光盘记录装置的性能和成本，确定使3倍可变速度的CAV系统在最内部圆周上进行再现的标准是不现实的，而且通过在CAV系统内进行再现，不能解决该问题。
因此，在适用于HD图像的传统光学驱动设备中，要求提高光盘转速，而且难以对光盘保持恒阅读速率，难以对光道缓冲器保持恒数据写速率。此外，在现有DVD视频标准中，数据速率的可能的最大设定值在多场景部分与其它部分之间发生变化，而且图像质量可能不同，因此，还要求解决这些问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以使数据阅读速率保持高于恒值的光盘设备、光盘再现方法以及光盘。
根据本发明实施例，一种光盘设备，用于再现具有记录在其上的多个数据的光盘，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，该光盘设备包括：
用于确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值和离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值中较大的一个的装置；以及
目标速度设置装置，用于将高于所述两个最小值中较大的一个的转速设置为当前阅读位置的目标转速。
根据本发明的另一个实施例，一种光盘设备，用于再现具有记录在其上的多个数据的光盘，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，要求该光盘在阅读时间Tj内跳跃预定间隔，该光盘设备的特征在于包括：
用于确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值A和离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值B中较大的一个的装置；以及
目标速度设置装置，当最小值B较大时，用于将最小值B减去加速度AccDisk×Tj获得的值和转速A中较大的一个设置为当前阅读位置的目标转速。
根据本发明，提供了一种光盘再现方法，用于再现具有记录在其上的多个数据的光盘，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，该方法的特征在于包括：用于确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值和离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值中较大的一个的步骤；以及用于将高于所述两个最小值中较大的一个的转速设置为当前阅读位置的目标转速的步骤。
根据本发明，提供了一种光盘再现方法，用于再现具有记录在其上的多个数据的光盘，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，要求该光盘在阅读时间Tj内跳跃预定间隔，该方法的特征在于包括：用于确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值A和离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值B中较大的一个的步骤；以及当最小值B较大时，将最小值B减去加速度AccDisk×Tj获得的值和转速A中较大的一个设置为当前阅读位置的目标转速的步骤。
在下面的描述中对本发明的其它目的和优点进行了说明，而且根据该描述，本发明的其它目的和优点将变得更加明显，或者通过实现本发明得知本发明的其它目的和优点。
利用以下特别指出的方法和组合，可以实现并获得本发明的目的和优点。
附图说明
附图引入本说明书作为本说明书的一部分，它示出本发明的实施例，而且它与以上所做的一般说明和以下对实施例所做的详细说明一起用于解释本发明原理，附图包括：
图1是示出本发明的DVD-ROM上的区域结构的说明性示意图；
图2是示出图1所示DVD-ROM光盘的导入区上的数据结构的说明性示意图；
图3是图2所示物理格式信息的详细信息内容的说明性示意图；
图4A、4B和4C是示出DVD-ROM(单层、双层光盘)的逻辑扇区号设置方法的说明性示意图；
图5是示出光盘的卷空间(volume space)的说明性示意图；
图6是更详细示出视频管理器VMG和视频标题集VTS的结构的说明性示意图；
图7是分层示出视频对象集VOBS与单元CELL之间的关系，以及单元CELL的内容的说明性示意图；
图8是示出利用程序链PGC控制单元CELL的再现顺序的例子的说明性示意图；
图9是示出视频对象单元VOBU与该单元内的视频包之间的关系的说明性示意图；
图10是示出间插块的排列的例子的说明性示意图；
图11是示出其中角度1和角度2的场景的视频对象被分别分割为3个间插单元ILVU1-1至ILVU3-1和ILVU1-2至ILVU3-2，并排列在一个光道上的记录状态，以及在再现角度1情况下的再现输出的例子的说明性示意图；
图12是根据本发明第一实施例的光盘再现装置的方框图；
图13是示出图12所示简化光盘再现装置的说明性示意图；
图14是示出要记录到数据区内的信息的记录单元的说明性示意图；
图15是示出当再现间插块时，增加和减少输入到光道缓冲器内的数据的最糟糕情况的说明性示意图；
图16是示出在其中记录装置进行反冲操作，之后立即进行最长距离的跳跃操作的情况下，光道缓冲器内的时间缩短状况和数据减少状况的说明性示意图；
图17是示出根据本发明第一实施例的运行过程的流程图；
图18示出在根据本发明第一实施例的光盘设备进行跳跃的情况下，阅读速率和光盘马达转速发生变化的例子(原理图)；
图19是示出在对其应用了本发明第一实施例的光盘设备中，主轴马达目标转速与标准速度的比值范围的示意图；
图20是示出在对其应用了本发明第一实施例的光盘设备中，主轴马达目标转速的范围的示意图；
图21是示出在本发明的第一实施例中，设置目标转速的例子的示意图；
图22是示出在对其应用了本发明第二实施例的光盘设备中，主轴马达目标转速与标准速度的比值范围的示意图；以及
图23是示出在对其应用了本发明第二实施例的光盘设备中，主轴马达目标转速的范围的示意图。
具体实施方式
现在将参考附图说明根据本发明的光盘设备、光盘记录方法以及光盘的实施例。
第一实施例
开发了一种用于编码视频、声频、子图像等从而以高速进行记录的光盘以及作为用于记录/再现该光盘的装置的光盘设备。当在该光盘上记录诸如电影的信息时，记录多个同时进行的场记，或者记录通过从多个角度拍摄同时进行的同一个事件获得的多角度场景，并允许观众自由选择要求的场景。
首先说明具有这些功能而且当前在实际使用的DVD标准光盘以及用于再现这种光盘的装置的概况。
图1示出DVD-ROM光盘上的区域结构。从圆形信息存储介质的内部圆周到外部圆周，顺序排列导入区800、数据区801以及导出区802。在该DVD-ROM光盘上，将信息分别作为2048字节的块进行记录，并将该最小记录单位称为扇区。在每个扇区上，设置物理扇区号，并将该物理扇区号记录到DVD-ROM光盘的记录面上，如下所述。物理扇区号的开始位置与信息存储介质的最内部圆周上的导入区800的开始扇区一致，而且随着向外部圆周前进，设置连续的升序物理扇区号。预定数据区801内的第一扇区的物理扇区号，即030000h(h代表十六进制记数法)。
图2示出DVD-ROM光盘的导入区800上的数据结构。排列示出基准信号的基准代码813和控制数据814，而它们之间存在分别记录在其上的具有00h的空白数据810、811和812。
在基准代码813内，记录专用随机测试图形，而且利用该信息，可以调节信息记录装置，例如调节自动均衡器的参数。在控制数据814内，记录各种数据，包括：物理格式信息，其是如下所述的信息存储介质的内在格式信息；光盘制造信息，包括关于制品的信息，例如各信息记录介质的序列制造号；以及内容提供商的信息，显示关于记录在数据区801内的信息内容的信息。
其上记录基准代码813的起始扇区的物理扇区号是02F000h，而其上记录控制数据814的起始扇区的物理扇区号是02F200h。
如图3所示，物理格式信息包括：书式类型(book type)与部分版本823，用于说明适用DVD标准类型(DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R等)和部分版本；光盘大小与最低读出速率824，用于说明光盘大小和最低读出速率；光盘结构825，用于说明诸如单层ROM光盘、单层RAM光盘以及双层ROM光盘的光盘结构；记录密度826，用于说明记录密度；数据区分配827，用于说明记录数据的位置；脉冲串切割区(burst cutting area)(BCA)描述符828，具有总是在信息存储介质的内部圆周进行记录的各信息记录介质的序列制造号；以及保留区829、830，被保留供将来使用。
图4A、4B和4C示出具有单层结构或双层结构的DVD-ROM光盘上的逻辑扇区号设置方法。物理扇区号PSN是扇区单元上的一种地址设置方法，在该地址设置方法中，在信息存储介质(DVD-ROM光盘或DVD-RAM光盘)的记录面的每层上单独设置扇区号，并在记录面上设置物理扇区号。相反，逻辑扇区号LSN对应于一种通过将它们均看作信息存储介质内的卷空间(volume space)，设置综合地址(在扇区单元内设置的地址)的方法，该信息存储介质在一层或多层上具有记录面。逻辑扇区号是系统号设置方法，而且与物理扇区号不同，不将它直接记录到信息存储介质的记录面上。
图4A是用于说明仅具有一层记录面的DVD-ROM光盘上的逻辑扇区设置方法的示意图，在该记录面上具有图1所示区域结构。在图4A中，在从导入区800到导出区802的卷空间上，物理扇区号PSN与逻辑扇区号LSN以1∶1互相对应。
图4B和4C是用于说明其双层记录面具有图1所示区域结构的DVD-ROM光盘上的逻辑扇区号设置方法的示意图。
在集成图4B所示两层的卷空间上，在物理扇区号PSN的较小侧(头一半卷空间)布置层0的数据区843，而在物理扇区号PSN的较大侧(后一半卷空间)布置层1的数据区844。以层1的物理扇区号030000h连续紧跟着层0的数据区843内的结束物理扇区号位置的方式，确定逻辑扇区号LSN的设置位置。因此，头一半层0的物理扇区号PSN和后一半层1的物理扇区号PSN对应于一个卷空间的逻辑扇区号LSN。
图4C是用于说明另一种逻辑扇区号设置方法的示意图。与图4B所示的设置方法相同，在头一半卷空间(＝头一半逻辑扇区号)内布置层0的数据区843，而在后一半卷空间(＝后一半逻辑扇区号)内布置层1的数据区844。然而，在图4C所示的设置方法中，在区域结构方面，层0和层1均与图1所示的配置不同。也就是说，在层0上，图1所示导出区802的位置被改变到中间区848。在层1上，在图1中在内部圆周上布置导入区800的位置布置导出区802，而在图1中在外部圆周上布置导出区802的位置布置中间区848。此外，在层1上，不考虑数据区801、导出区802以及中间区848，设置物理扇区号，并以从外部圆周到内部圆周的升序记录它们。在层0和层1的中间区848的位置，层0和层1的逻辑扇区号顺序连接在一起。
在图3所示的物理格式信息中的数据区分配827上，记录层0上的数据区的结束物理扇区号。位于层1的数据区的最外部圆周上的最小物理扇区号是通过对位于层0的数据区的最外部圆周上的结束物理扇区号进行位反转获得的值，而且是1的补码表示，因此是负值。因此，可以将逻辑扇区号改变为物理扇区号。如果层0的物理扇区号与层1的物理扇区号的绝对值相等，则从光盘中心到该扇区的距离接近相等。
在图4C所示的配置中，与图4B相比，其特征就是逻辑扇区号的距离与光盘上的物理扇区间隔的比值是常数。例如，在图4B所示的系统中，当从层0的最后一个扇区移动到紧接着层0的最后一个扇区的层1的第一扇区，即，仅移动一个扇区时，光头必须从光盘的最外部圆周移动到最内部圆周。另一方面，在图4C所示的系统中，径向位置的改变仅在发生制造误差的范围内。当不中断图像记录信息，例如再现电影时，对于防止扩展所需的粗存取(rough access)(下面做详细说明)并抑制如下所述的光道缓冲器的卷增加，该特征非常有利。
图5示出在其上记录诸如电影的视频数据的DVD-ROM光盘的卷空间。卷空间包括：卷与文件区、DVD视频区以及DVD另一个区。卷与文件区描述UDF(通用光盘格式规范修订版1.02)的桥式组合(bridge composition)，甚至可以利用规定标准的计算机读取该数据。DVD视频区包括视频管理器VMG和n(1至99)个视频标题集VTS。视频管理器VGM和视频标题集VTS分别包括多个文件。视频管理器VGM是用于控制视频标题集VTS的信息。
图6更具体示出视频管理器VGM和视频标题集VTS的结构。
视频管理器VMG包括：视频管理信息VMGI，作为控制数据；以及视频对象集VMGM_VOSB，作为菜单显示数据。它还包括用于备份、与视频管理信息VMGI具有同样内容的视频管理信息VMGI。
视频标题集VTS包括：视频标题集信息VTSI，作为控制数据；视频对象集VTSM_VOSB，作为菜单显示数据；以及视频标题集的标题的视频对象集VTSTT_VOBS，作为视频显示的视频对象集。它还包括用于备份、与视频标题集信息VTSI具有同样内容的视频标题集信息VTSI。
作为图像显示的视频对象集的、标题的视频对象集由多个单元(cell)构成。每个单元具有其自己的单元ID号。
图7示出视频对象集VOBS与CELL之间的关系，而且还分层示出单元的内容。当再现DVD时，对于图像分割(场景改变、角度改变、场记改变等)和特殊再现，企图以单元CELL、作为下层的视频对象单元VOBU或间插单元ILVU为单位进行处理。
视频对象集VOBS由多个视频对象VOB_IDN1至VOB_IDNi构成。一个视频对象VOB由多个单元C_IDN1至C_INDj构成。一个单元由多个视频对象单元VOBU或如下所述的间插对象ILVU构成。一个视频对象单元VOBU由一个导航包(pack)NV_PCK、多个声频包A_PCK、多个视频包V_PCK以及多个子图像包SP_PCK构成。
导航包NV_PCK主要用作用于控制位于属于其的视频对象单元VOBU内的数据的再现和显示过程的控制数据以及用于对视频对象单元VOBU搜索数据的控制数据。视频包V_PCK是主视频信息，并根据诸如MPEG-4等的标准，压缩该视频包V_PCK。子图像包SP_PCK是具有主视频的附属内容的子图像信息。声频包A_PCK是声频信息。
图8是示出利用程序链PGC控制多个单元CELL的再现顺序的例子。
作为程序链PGC，准备各种程序链PGC#1、PGC#2、PGC#3、...，从而设置数据单元的各种再现顺序。因此，通过选择程序链，可以设置单元再现顺序。
这是为了说明执行程序链信息PGCI描述的程序#1至#n的例子。在视频对象集VOBS内的VOB_IND#s、C_IDN#1规定了单元后，所示的程序顺序规定单元。程序链被记录在光盘的管理信息记录区内，而且它是在读取光盘的视频标题集之前读取的并被存储到系统控制单元的存储器内的信息。将管理信息布置在视频管理器和每个视频标题集的起始位置。
图9示出视频对象单元VOBU与该单元内的视频包之间的关系。视频对象单元VOBU内的视频数据由一组或者多组图像GOP构成。编码的视频数据符合例如ISO/IEC13818-2。视频对象单元VOBU内的图像组GOP由I图像和B图像构成，而且分割数据的连续性以形成声频包。
接着，将说明在其内记录并再现多角度信息的数据单元。当在光盘上记录对于对象具有不同视点的多个场景，以实现无缝再现时，间插块部分由记录光道构成。间插块部分包括多个角度不同的视频对象VOB，并将它们分割为单独间插单元ILVU，然后，排列和记录它们，以实现无缝再现。下面将间插块称为间插单元。
图10示出间插单元ILVU的排列的例子。在该例中，将1至m个视频对象VOB分别分割为n个间插单元ILVU，然后，排列它们。将每个视频对象VOB分割为同样数量的间插单元ILVU。
表示数据由符合MPEG-2规定的节目流的视频对象VOB构成。视频对象VOB由视频数据、声频数据、子图像数据、PCI数据以及DSI数据构成。由下面的各种限制确定VOB。(r1)必须将每个VOB的起始包的SCR的值设置为0。(r2)不得利用program_end_code中止作为节目流的一部分的VOB。(r3)在声频元流(audio elementarystream)内，布置在间插块上的VOB具有某种有限不连续性。
表示数据的存储区被称为视频对象集VOBS。视频管理菜单、视频标题集菜单以及视频标题集分别具有用于再现的一个VOB。
视频对象集VOBS由一个或者多个视频对象块构成，该视频对象块包括多个视频对象。视频对象VOB是表示数据，而VOB块是用于将一个或者多个VOB存储到光盘上的方法。
根据该块内的视频对象的排列方式，VOB块被分类为两种类型。这两种类型是连续块和间插块。
连续块是其中单个视频对象VOB以连续逻辑扇区方式排列的块。
间插块间插在两个或者更多个VOB之间，以在两个或者更多个路由中实现无缝再现。交叉排列是其中将每个VOB分割为同样数量的间插单元ILVU的结构。在某个VOB的间插单元中，排列另一个VOB的间插单元。在一个间插块中，如果将“m×VOB”分割为“n×间插单元”，则以图10所示的顺序，排列每个间插单元。
在此，(i，j)表示第i个VOB的第j个交叉单元。
通过重复进行读间插单元并跳跃到同一个VOB内的下一个间插单元的起始位置的过程，读间插单元内的每个VOB。通过正确设置间插单元的大小，可以将跳跃所需的时间抑制到容许的范围内。
图11示出两个视频对象VOB，即，角度1和角度2的场景的视频对象VOB被分别分割为3个间插单元ILVU1-1至ILVU3-1、ILVU1-2至ILVU3-2，并将它们排列和记录到一个光道上，示出例如再现角度1时的再现输出。在这种情况下，不包括角度2的信息。
表示数据的再现路由的例子
沿表示数据的不同路由，再现数据，而不中断。该数据再现过程被称为无缝播放。
在进行多路由无缝播放的部分，表示数据序列具有图1所示的间插结构。
在间插块中，表示引擎再现表示数据，而沿规定的再现路由连续读取数据，并跳越不必要的数据。
尽管跳跃，但是表示引擎要求光道缓冲器，以提供送到解码器的数据的中断。
尽管发生了跳跃，但是通过利用Vr(从光盘到光道缓冲器的数据传送速率)与Vo(解码器的消耗速率(consumption rate))的差值，并在光盘上排列数据序列，控制光道缓冲器内的数据量，可以将数据连续送到解码器。分别确定Vr和Vo的定义以及光盘序列的规则。
图12示出可以再现上述DVD-ROM光盘的光盘再现装置的配置的例子。在该光盘再现装置中，利用从规定位置发出的聚焦到信息存储介质(光盘)201上的聚焦光点，再现已经记录的信息。作为用于实现该基本功能的装置，聚焦光点沿信息存储介质201上的光道(未示出)扫描。尽管该图中未示出，但是光头202包含用于检测半导体激光器的发射量的光检测器。半导体激光器驱动电路205计算光检测器的输出(半导体激光器的发射量的检测信号)与进行再现所需光的特定数量之间的差值，然后，根据该结果，将驱动电流反馈到光头202内的半导体激光器。
将光盘201放置到转盘221上，利用主轴马达204转动并驱动该转盘221。假定当前处于再现模式下，光头202拾取记录在光盘201上的信息。通过利用进给马达驱动电路216驱动光头移动机构203，可以使光头202在光盘径向移动。
尽管该图中未示出，但是光头202基本上由作为光源的半导体激光器、光检测器以及物镜构成。
利用物镜，使半导体激光器发出的激光聚焦在信息存储介质(光盘)201上。光检测器对信息存储介质(光盘)201的反光膜反射的光进行光电变换。
放大器213将光检测器获得的检测电流变换为电压，然后，获得检测信号。焦点与光道误差检测电路217或二进制编码电路212对该检测信号进行处理。通常，光检测器划分为多个光检测区，分别检测各光检测区上光量的变化。在焦点与光道误差检测电路217内，对各检测信号进行相加或相减，检测偏焦或偏光道。检测信息存储介质(光盘)201的反光膜反射的光量的变化，然后，再现信息存储介质201上的信号。
物镜(未示出)用于将半导体激光器发出的激光聚焦到信息存储介质201，该物镜安装在物镜致动器(未示出)上。配置物镜，以便可以在两个轴向移动，即，用于校正偏焦的、信息存储介质201的垂直方向以及用于校正偏光道的、信息存储介质201的径向。通常，利用永久磁铁和线圈，在电磁驱动系统内实现运动。
关于偏焦校正和偏光道校正，有物镜致动器驱动电路218，该物镜致动器驱动电路218是根据焦点与光道误差检测电路217的输出信号(检测信号)，将驱动电流送到光头202的物镜致动器(未示出)的电路。为了在高频范围内快速响应物镜运动，插入相位补偿电路，用于改善特性，从而与物镜致动器的频率特性一致。
根据控制单元200发出的指令，物镜致动器驱动电路218执行焦点/光道误差校正(焦点/光道回路)过程中的接通/断开(on/off)处理、在信息存储介质201的垂直方向(聚焦方向)以低速移动物镜(当焦点/光道回路是断开时仍执行)以及利用突跳脉冲(kick-pulse)在信息存储介质201的径向(光道交叉方向)稍许移动物镜，从而使聚焦光点移动到附近光道。
利用从信息存储介质201获得的再现信号，检测信息存储介质201的线速度。即，利用二进制编码电路212，将放大器213的输出检测信号(模拟信号)变换为数字信号，然后，根据该信号，在PLL电路211内产生特定周期信号(基准时钟信号)。主轴马达驱动电路215确定根据驱动控制单元220获得的目标线速度与特定周期信号(当前的线速度)之间的差值，然后，将根据该结果的驱动电流送到主轴马达204，从而控制主轴马达204转动。
当读出信息存储介质201上的特定位置上的信息时，通常分两级进行处理，即，粗存取处理和精存取处理。
在粗存取处理过程中，首先，通过计算，确定存取目的地的径向位置，然后，求得到光头202的当前位置的距离。首先将在最短时间内达到光头202的移动距离的速度曲线信息记录到半导体存储器219内，用于进行控制。控制单元220读取该信息，并进行控制以根据该速度曲线以如下方法移动光头202。控制单元220对物镜致动器驱动电路218发出命令，以断开光道回路，然后，控制进给马达驱动电路216以开始移动光头202。当聚焦光点穿过信息存储介质201上的光道时，在焦点与光道误差检测电路217内产生光道误差检测信号。利用该光道误差检测信号，可以检测聚焦光点对于信息存储介质201的相对速度。进给马达驱动电路216始终计算由焦点与光道误差检测电路217获得的聚焦光点的相对速度与控制单元220顺序发送的目标速度信息之间的差值，然后，在将该结果反馈到被送到光头驱动机构(进给马达)203的驱动电流的同时，移动光头202。当光道202到达目标位置时，控制单元220对物镜致动器驱动电路218发出命令，然后，接通光道回路。
在该粗存取处理过程中，由于因为检测误差等，聚焦光点到达稍许偏离目标光道的位置，所以后续精存取处理过程校正该误差。首先，在沿信息存储介质201的光道扫描聚焦光点时，再现该区域的地址或光道号。根据该地址或光道号，计算聚焦光点的当前位置，在控制单元220内计算距离要求的目标位置的错误光道数量，将需要移动聚焦光点的光道的数量通知物镜致动器驱动电路218。在物镜致动器驱动电路218中，当产生一组突跳脉冲时，在信息存储介质201的径向稍许移动物镜，然后，聚焦光点移动到下一个光道。在物镜致动器驱动电路218中，临时断开光道回路，以与控制单元220产生的信息一致的次数，产生突跳脉冲，然后，再一次接通光道回路。在进行了精存取处理后，控制单元220再现聚焦光点扫描位置的信息(地址或光道号)，然后，确认对该目标光道实现成功存取。如果仍偏离，则重复进行该精存取处理过程，直到最终成功。
如果存取目的地的径向位置与当前径向位置的差值小，则仅利用精存取处理校正该存取过程。
如图12所示，还将焦点与光道误差检测电路217输出的光道误差检测信号输入到马达驱动电路216。在上述“存取控制时间”，控制单元220控制马达驱动电路216，以便不使用光道误差检测信号。当确认通过存取，聚焦光点已经到达目标光道时，控制单元220发出命令，然后，利用马达驱动电路216，将一部分光道误差检测信号作为驱动电流送到光头驱动机构(进给马达)203。在连续再现过程中，连续进行该控制。如果长时间连续执行再现或记录/擦除过程，则使聚焦光点位置逐渐向外部圆周方向或内部圆周方向移动。当将一部分光道误差检测信号作为驱动电流送到光头移动机构(进给马达)203时，根据该信号，光头202逐渐向外部圆周方向或内部圆周方向移动。因此，可以将物镜致动器的光道偏离校正范围压缩到一个小范围内。
相反，对于要记录到信息存储介质201上的信号，设置解调电路210和纠错电路209，以满足校正因为信息存储介质201的缺陷产生的记录信息错误的要求，通过废除再现信号中的直流分量，简化再现过程，而且以尽可能高的密度将信息记录到信息存储介质201上。如果检测到信息存储介质(光盘)201的反光膜反射的光量发生变化，则检测信息存储介质201上的信号，然后，利用放大器213放大该信号。该信号具有模拟波形。利用比较器，二进制编码电路212将该信号变换为1和0的二进制数字信号。
根据这样获得的再现信号，在pLL电路211中提取用于信息再现的基准信号。PLL电路211包含可变频率的振荡器。将该振荡器输出的脉冲信号(基准时钟)与二进制编码电路212的输出信号进行频率和相位比较，然后，将结果反馈到振荡器输出端。解调电路210具有示出调制信号与解调信号之间的关系的变换表。根据在PLL电路211获得的基准时钟，通过参考该变换表，使该信号返回原始信号，然后，将该信号送到纠错电路209。
纠错电路209具有半导体存储器，并在差错处理单元内累积数据时，纠错，然后，将该数据送到光道缓冲器221。
去复用器224从光道缓冲器221读出数据，然后，分离并产生视频信息、子标题与文本信息、声频信息、控制信息等。这是因为，根据光盘201上的视频信息，记录子标题与文本信息(子图像)、声频信息等。在这种情况下，作为子标题与文本信息和声频信息，可以选择各种语言，而且根据系统控制单元223的控制，选择它们。通过遥控器222，将用户的操作输入送到系统控制单元223。
将去复用器224分离的视频信息送到视频解码器225，然后，根据显示器的制式，解码该视频信息。例如，将该视频变换为NTSC、PAL、SECAM、宽屏幕等。将去复用器224分离的子图像输入到子图像解码器226，然后，将它解码为子标题或文本图像。将视频解码器225解码的视频信号送到加法器229，然后，使它与子标题和文本图像(子图像)相加，此后，将相加输出送到输出端230。将去复用器224选择并分离的声频信息送到声频解码器227，并进行解调，然后，送到输出端231。声频处理单元包括声频解码器227和声频解码器228。可以再现其它语言的声音，然后，输出到输出端232。
如上所述，数据阅读速率几乎通常是固定的，而在可变速率系统内记录视频数据，因此，解码器225要求的阅读速率是变化的。当在多场景系统内进行记录时，不将数据连续记录到光盘上，而是以断续方式进行记录，因此，数据阅读过程也不是连续的，但是解码器225要求数据连续。为了减小该差别，一次将该再现数据存储到光道缓冲器221中，并根据解码速率，将它送到去复用器224。在通常的连续再现过程中，当光道缓冲器221内的数据量溢出时，系统控制单元223执行反冲过程(kick-back process)。反冲过程是对已经被读出的规定扇区部分再读数据的过程，而且即使光道缓冲器221发生数据溢出，它仍用于补偿数据丢失。
当再现含有多个场记的光盘时，在监视器屏幕上，或者在系统的子显示单元上，将作为光盘的管理信息的多个场记的选择显示为菜单。在观看该菜单时，用户可以首先利用遥控器222选择分支场记。当给出选择信息时，系统控制单元223获得分支场记的识别信息、从光道缓冲器221中提取具有附加到题头的该识别信息的数据以及将该数据送到去复用器224。
图13是图12所示再现装置的简化示意图。对于上述跳跃再现的情况，要求将数据送到解码器225、226、227和228，而不发生中断。因为该原因，设置光道缓冲器221。Vr是要将其从纠错处理器209送到光道缓冲器221的数据的传送速率，Vo是通过将要将其从光道缓冲器221送到解码器225、256、257和258的所有数据组合在一起获得的传送速率。以纠错块为单位，从光盘读出数据。对于DVD-ROM，一个纠错块相当于图14所示的16个扇区。
图15示出当在最糟糕情况下再现间插块时，增加和减少输入到光道缓冲器221内的数据。此时，在记录光道上跳跃间插单元，然后，在跳跃目的地，阅读并再现间插数据。在最糟糕情况下，在其中光道缓冲器是空的状态下，开始阅读间插单元，阅读之后，跳跃到下一个间插单元。间插单元的起始扇区是ECC块的最终扇区，而间插单元的最终扇区是ECC块的起始扇区。即，两个ECC块的剩余部分是无效的。一个ECC块的阅读时间Te是b/Vr。在此，Vr是基准速度的传送速率，而b是一个ECC块上的数据大小(例如，262144位)。
在图15中，Vr是要从纠错电路209送到光道缓冲器221的数据的传送速率(实际上，由于以纠错块为单位进行纠错，所以可以断续操作，确切地说，它是包括间歇时间的平均传送速率)，而Vo是通过组合要从光道缓冲器221送到解码器225，256，257和258的所有数据获得的传送速率。
Tj是跳跃时间，该跳跃时间包括寻道时间和所需的附属时间(等待时间)，Bx是在开始跳跃时(时间t4)，光道缓冲器221内剩余的数据量。
图15中示出数据量的曲线示出从时间t2开始，以倾斜度(Vr-Vo)的累积速率，在光道缓冲器221内累积的数据。该曲线还示出在时间t6时，光道缓冲器221内的数据量是0。从时间t3开始，光道缓冲器221内的数据量以倾斜度-Vo的降低速率减少，而且在时间t6，变成0。
利用该曲线可以获得以下内容。下面是从光道缓冲器221连续输出数据的条件，即不中断地将数据连续送到解码器225的条件。
Bx≥Vo(Tj+3Te)                                       (1)
下面是间插单元的大小ILVU_SZ(扇区)。
ILVU_SZ≥{(Tj×Vr×106+2b)/(2048×8)}×Vo/(Vr-Vo)    (2)
现在我们研究光道缓冲器221需要多大容量。要求光道缓冲器221的容量足够大，以便即使再现装置反冲并成功跳跃到下一个间插单元，仍不中断光道缓冲器221输出数据。反冲是其中在光盘转动一圈时，拾取器等待阅读，而在光盘转动一圈后，寻找到下一个光道的阅读位置的状态。
图16示出记录装置进行反冲操作，之后进行最高级别的跳跃操作的时间，以及光道缓冲器221内的数据减少状况。假定光道缓冲器221的大小是Bm，反冲时间(对应于光盘转动一圈)是Tk，一个ECC块的阅读时间(24毫秒，即，0.024秒)是Te，跳跃时间(寻道时间tj+等待时间Tk)是Tj，解码器在间插块中读取的最高阅读速率是Vomax，如果在记录装置的反冲操作之后立即进行最高级别的跳跃操作，则下面是为了确保从光道缓冲器连续传送数据要求的光道缓冲器221的容量。
Bm≥{(2Tk+tj+4Te)×Vomax×106}/(2048/8)        (3)
因此，已知要求的光道缓冲器大小取决于再现装置的Tk、tj和Te，而tj取决于寻道操作的性能。此外，Tk和Te取决于光盘的转速。
正如结合现有技术说明的那样，最近，适用于高清晰度(HD)图像的家用显示器在流行，而且信息存储介质也加入高清晰度(HD)图像的趋势中了。在传统DVD视频标准中，可以将标准清晰度(SD)和标准长度的电影记录到单层DVD-ROM上。然而，由于运动图像压缩技术最近的进步，可以将约4倍像素的高清晰度(HD)图像平均压缩到约两倍数据量，因此，可以在双层DVD-ROM上记录电影。即，数据量平均被翻倍，而且部分是3倍。因此，从光道缓冲器送到解码器的数据速率Vo是传统速率的3倍，而且从光盘读出并送到光道缓冲器要求的数据速率Vr也是传统速率的3倍。此外，根据传统的DVD视频标准，多场景部分(间插块)的最高数据速率Vomax的值设置得低于其它部分的数据速率的值。然而，从图像质量的观点出发，要求提高多场景部分的数据速率Vomax，以便等于其它部分的数据速率。当多场景部分的最高数据速率Vomax升高到满足该要求时，间插单元的大小更大，而且跳跃距离必须更长。
顺便提一句，在包括DVD-ROM的许多光盘上，由于线性记录密度是固定的，所以为了以恒数据速率Vr读出信息，要求根据半径改变转动速度。这可以通过控制主轴马达204实现，但是当主轴马达的转矩固定时，在同一个半径上改变转速所需的时间接近与数据速率Vr和跳跃距离成正比。实际上，作为马达的一般特性，随着转速的升高，粘滞阻力和风损(wind loss)升高，因此随着转速升高，可以用于加速或减速光盘转速的有效转矩减小。
根据现有DVD视频标准，可以跟上该光盘转速，直到跳跃结束(要求的跟上时间(follow-up time)约为数十毫秒)。然而，当要求将光盘转速提高3倍并延长跳跃距离时，难以提高主轴马达204的转矩，而且即使跳跃结束了，仍难以跟上该线速度，即，阅读速率。特别是在便携式家用电器中，可用峰值电功率有限，因为靠电池工作。为了提高峰值电功率，必须增大电池的尺寸，这样就增加了该装置的尺寸和重量，有可能损害商业价值。因此，提高马达转矩是不现实的。
在再现双层光盘时，在从外部圆周跳跃到内部圆周上的情况下，必须提高光盘转速。然而，如果因为转矩不足而不能跟上，则数据速率Vr比假定的基准值低，因此光道缓冲器可能是空的，而且可能中断该图像。特别是，由于在高清晰度视频中，数据量大，所以广泛采用双层光盘，而且这是一个严重问题。
在一些可以以高速再现的当前DVD-ROM驱动器中，利用用于以恒转速转动以恒线速度记录的光盘的CAV系统代替用于以恒线速度转动的CLV系统。在这种情况下，由于阅读数据速率Vr保持3倍以上，所以如果内部圆周被设置为3倍，则最外部圆周的线速度约为7.3倍。如果可以采用该系统，则可以解决上述问题。
然而，例如，即使是在当前的DVD-ROM标准中，保证的阅读速率仍是等速的，而且通过假定等速再现，确定光盘翘曲、偏心度以及其它机械特性。如果光盘发生翘曲或偏心，则物镜致动器必须产生用于跟上的力，但是由于变形或偏心产生的加速度与线速度的平方成正比，所以例如对于8倍可变速度，与等速相比，要求64倍的力。实际上，难以产生这样大的力。因此，即使对于可以以高速再现的驱动器，由于根据诸如光盘翘曲的机械特性，高速再现是困难的，所以在这种情况下，要降低再现速度。即，如果与该标准相比，光盘的翘曲和偏心度足够小，则高速再现是可能的，但是在大时，就不可能跟上，因此，被迫降低再现速度。
在可以记录高清晰度(HD)视频的光盘上，为了以3倍可变速度再现，必须确定光盘翘曲和偏心度的最大值。然而，考虑到当前的光盘制造技术，例如，老化效应、成本以及光盘记录装置的性能和成本，确定使3倍可变速度的CAV系统在最内部圆周上进行再现的标准是不现实的，而且通过在CAV系统内进行再现，不能解决该问题。
为了解决这些问题，设计了该实施例，而且该实施例提供了一种可以使数据阅读速率高于某种程度的光盘设备。
在该实施例中，为了再现要求高数据再现速度的高清晰度视频，必须以约为传统速度的3倍的线速度，转动光盘201。在这样快速转动时，传统电刷式马达的电刷寿命有限，而且最好使用无刷马达作为主轴马达204。为了产生用于改变流入马达线圈的电流的方向的定时信号，无刷马达必须具有霍尔元件，而且利用它，无刷马达以与马达的该转速成正比的频率产生脉冲，因此利用该脉冲信号，可以检测转速。
假定光盘201具有为了实现多场景被间插的，即，从特定场景看被断续记录的、诸如电影的一部分时序数据。在该光盘的数据排列中，假定利用其数据阅读速率为Vr的某种再现装置进行再现，而且当以最长跳跃扇区距离Smax(即，最长断续距离)跳跃时，最长跳跃时间是Tjmax，确定并记录该数据排列，使得可以以无缝再现间插位置而不发生中断。当利用Vr除公式(2)右侧的分母和分子时，则从分子上消除Vr，而分母变成1-(Vo/Vr)。因此，当Vr升高时，分母变得更大，而且已知间插单元的最小要求大小变得更小。因此，在用于再现该光盘的光盘设备中，假定低数据阅读速率Vr限制了阅读速率Vrmin，则如果数据阅读速率可以保持在Vrmin以上，则即使数据阅读速率发生变化，仍可以保证无缝再现。从公式(2)和(3)还可以得知，当在光盘设备端进行再现时，跳跃时间Tj可以小于在光盘上进行记录时假定的值。顺便提一句，在根据与解码器使用的数据速率的差值保存剩余的数据，并当在跳跃情况下，不能从光盘读出数据时，对存储在该缓冲器内的数据进行解码的系统中，即使在与公式(2)和(3)不同的系统中，同样如此。
跳跃在任何位置发生，但是该实施例仅在逻辑扇区号的增加方向发生跳跃。因此，对于双层光盘，可能在无缝再现过程中，发生从层0到层1的层间跳跃。在双层光盘上，假定以图4C所示的系统设置逻辑扇区号，当以图4B所示方法设置逻辑扇区号时除外。即，在层0上从内部圆周到外部圆周开始阅读，而在层1上，从外部圆周开始阅读。因此，当从层0的末端到层1的开始移动时，除了光盘的光道在径向误差，光头202不在径向移动。
顺便提一句，对于多角度再现过程，由于要求从某个角度无缝转换到另一个角度，在图10中，可能发生跳跃，例如，不是从单元(1，1)跳跃到单元(1，2)，而是跳跃到(m，2)。
参考图17所示的流程图，将说明用于控制主轴马达204的转速的子例程。
该子例程涉及光盘设备的系统控制单元223和驱动控制单元220的运行过程，当插入光盘时、当主机端发出指令时，或者在阅读光盘时执行该子例程。在步骤S12，确定光盘201是否是要求无缝再现的电影等。对于要求无缝再现的光盘，在步骤S14，尝试将为了获得在当前阅读位置进行无缝再现所需数据的下限阅读速率Vrmin[Mbps](即，下限阅读线速度LinAmin)所需的光盘转速rotAmin[rpm]与为了获得在发生了跳跃最长跳跃距离Smax后，进行无缝再现所需数据的下限阅读速率Vrmin[Mbps]所需的光盘转速rotBmin[rpm]进行比较。
当光盘转速rotBmin[rpm]较大时，在步骤S18，将可以在跳跃时间Tjmax[s]期间以加速度AccDisk[rpm/s2]加速到下限光盘转速rotBmin[rpm]，以获得光盘201的数据阅读速率Vrmin的下限转速，或者转速rotAmin中的较大者设置为当前下限光盘转速rotCmin[rpm]。相反，当转速rotBmin较小时，在步骤S16，将转速rotAmin设置为下限光盘转速rotCmin。
在步骤S20，将规定的上限阅读速率LinBmax[Mbps]的当前位置的转速rotAmax与发生最长跳跃距离Smax的跳跃之后上限阅读速率LinBmax位置的转速rotBmax进行比较。当转速rotAmax较大时，在步骤S24，将可以在跳跃时间Tjmax[s]期间以加速度AccDisk[rpm/s2]减速到上限光盘转速rotBmax[rpm]上限转速，或者转速rotAmax中的较小者设置为当前上限光盘转速rotCmax[rpm]。相反，当转速rotBmax较大时，在步骤S22，将转速rotAmax设置为上限光盘转速rotCmax。
通过确定目标转速rotC，控制主轴马达204，使得位于当前位置的主轴马达204的转速(光盘转速)高于下限光盘转速rotCmin，而低于上限光盘转速rotCmax。
当不需要无缝再现时，在步骤S28，执行普通转速处理。
在上面的说明中，为了简洁起见，最长距离跳跃目的地是离开Smax的位置，但是实际上，可能不存在离开Smax的位置，或者一层可能不同于当前再现的层。例如，当从外部圆周跳跃到内部圆周，同时再现层1时，如果不存在离开Smax的位置，则Smax的值减小到存在数据的位置。或者当通过跳跃改变各层时，将当前转速与离开Smax的位置的转速进行比较，而且还与最外部圆周上的转速进行比较。将各获得结果Cmin中的最大值设置为最终Cmin，而将Cmax的各值中的最小值设置为最终Cmax。
通常，下面是位于半径R的转速与阅读线速度之间的关系：
转速＝(线速度/2πR)×60
其中60是用于将每秒的转速变换为每分钟的转速的系数。
假定存在要阅读的扇区的半径为R[m]，而下限阅读线速度是LinAmin、LinBmin[m/s]，则下限光盘转速rotAmin、rotBmin[rpm]被表示为：
rotAmin＝(LinAmin/2πR)×60
rotBmin＝(LinBmin/2πR)×60
通常，下面是线速度[m/s]与数据阅读速率[Mpbs]之间的关系：
数据阅读速率＝(线性记录密度/106)×线速度
线性记录密度是光盘确定的常数。因此，容易变换线速度和阅读速率。
例如，假定
Rmin：数据区最内部圆周的半径[m](在DVD-ROM标准中为固定值)；
Smin：数据区的物理扇区号的最小值(在DVD-ROM标准中为固定值，而且被记录在光盘上、图3所示数据区分配827指出的区域内)；
Tp：光盘的光道间距(微米)(在DVD-ROM标准中为固定值，而且被记录在光盘上、图3所示记录密度826指出的区域内)；
Vref：光盘标准规定的规定线速度[m/s]；以及
用户位速率：通过以规定线速度Vref转动，光盘标准规定的用户数据的位速率[Mbps]，下面计算存在物理扇区号Nsec的半径R[m]：
+ R min 2 )
其中2048是每个扇区的字节数，而8是每个字节的位数。如果Nsec的值为负，即，对于对应于层1的层，在上述公式中，将绝对值赋予Nsec，而将层0中的Smin赋予Smin。
由于物理扇区号与逻辑扇区号以1∶1互相对应，正如在光盘结构中所述，所以逻辑扇区号内的跳跃距离与物理扇区号内的跳跃距离互相相等。因此，根据当前物理地址和最长跳跃扇区距离，可以计算位于最长跳跃目的地的物理扇区号。
光盘再现操作之后，根据通道位速率(根据PLL电路的输出计算的)CCBR、最短位速率MPL以及从设置在主轴马达204内的霍尔元件(未示出)获得的转速CMr，可以计算当前读出的物理扇区号Cnsec的径向位置CR，通道位速率是在该点进行解调之前的位速率。即，
CR＝CCBR×MPL/(2×π×CMr)
根据该值，可以利用CR代替Rmin，可以利用CNsec代替Smin。因此，可以减小光盘制造误差(因为Tp和Rmin的误差)的影响。
在该说明中，未考虑对光盘201产生的角加速度，而且当考虑到它时，转速rotC如下。
假定对光盘201产生的角加速度的大小为AccDisk[rpm/s2]，则下限转速rotCmin为：
rotCmin
    ＝rotAmin(如步骤S16rotAmin＞rotBmin的情况)
    ＝rotBmin-AccDisk×Tjmax(如步骤S18 rotBmin-AccDisk×Tjmax≥rotAmin的情况)
    ＝rotAmin(如步骤S18 rotBmin-AccDisk×Tjmax＜rotAmin的情况)
由于AccDisk和Tjmax均不为负值，所以当条件“rotBmin＜rotAmin”成立时，关系rotBmin-AccDisk×Tjmax＜rotAmin始终成立。因此，将下限转速rotCmin表示为：
rotCmin
    ＝rotBmin-AccDisk×Tjmax(如果rotBmin-AccDisk×Tjmax≥rotAmin)
    ＝rotAmin(如果rotBmin-AccDisk×Tjmax＜rotAmin)
因此，可以在该过程中计算它。
相反，上限转速rotCmax是即使跳跃预定间隔或者更小间隔，仍不超过规定阅读速率LinBmax的限制转速。
当在任何半径，转速rotCmin始终是同一个转速rotAmin时，意味着在跳跃期间，主轴马达的转速变化完成，而且与传统DVD视频类似，可以以恒线速度LinAmin再现它。因此，当跳跃期间，主轴马达的转速变化未完成时，该实施例的目标速度设置方法的效果优于现有技术。
相反，假定对光盘201产生的角加速度是AccDisk[rpm/s2]，在上限转速rotCmax是
rotCmax
    ＝rotAmax(如步骤S22rotAmax≤rotBmax的情况)
    ＝rotBmax+AccDisk×Tjmax(如步骤S24 rotBmax+AccDisk×Tjmax≤rotAmax的情况)
    ＝rotAmax(如步骤S24 rotBmax+AccDisk×Tjmax＞rotAmax的情况)
可以将它简化为：
rotCmax
    ＝rotBmax+AccDisk×Tjmax(如果rotBmax+AccDisk×Tjmax≤rotAmax)
    ＝rotAmax(如果rotBmax+AccDisk×Tjmax＞rotAmax)
上限阅读线速度LinBmax最好是光盘标准规定的速度。然而，如果该装置具有比光盘标准假定的驱动器规范高的规范，而且如果可以以超过光盘标准的速度进行再现，则可以根据该规范，确定上限阅读线速度LinBmax。根据具体情况，可以限制上限转速，而且可以根据半径设置不同的值，例如位于某个半径的内侧的恒转速和位于外侧的恒线速度。
该说明对基本原理进行了解释，而且对于一般说明，将RotAmin与RotBmin进行比较，将RotAmax与RotBmax进行比较，但是也可以采用其它评估方法。例如，当扇区号从内部圆周到外部圆周升高时，假定当前位置的扇区号是NsecA，而跳跃之后的扇区号是NsecB，如果NsecA＜NsecB，则关系RotAmin＞RotBmin和RotAmax＞RotBmax成立。因此，可以对各扇区号进行比较，而不是对转速进行比较。即，假定跳跃之前的半径是RA，而跳跃之后的半径是RB，如果RA＜RB，则关系RotAmin＞RotBmin和RotAmax＞RotBmax成立。因此，可以对各半径进行比较，而不是对转速进行比较。在比较RotAmax与RotBmax的过程中，当跳跃之前与跳跃之后的上限阅读线速度LinBmax相等时，设计另一种方法。
如上所述，当在设置了当前目标转速后跳跃时，刚好跳跃之后的光盘转速与该半径的目标转速C的值不同。对于下一个跳跃，必须将光盘转速改变为C。即，必须在一个间插单元的阅读时间内，使转速返回C。为了以不低于下限阅读速率LimAmin的速率阅读，一个间插单元的阅读时间可以不是实际时间，但是可以是以在产生数据时假定的下限阅读速率阅读的时间。
对于高清晰度(HD)图像，假定可以确定间插单元的大小的最小值ILVU_SZ与在传统图像中相同。通过确定公式(2)中的间插单元的大小的最小值ILVU_SZ，可以根据阅读速率Vr计算一个间插单元的阅读时间的最小值。假定Vr和Vo是DVD视频标准的3倍，即，33.24Mbps和30.24Mbps，当Tj是0.2秒时，最小大小的间插单元的阅读时间是2.1秒，而当Tj是0.5秒时，它是5.2秒。当可以在跳跃时间Tj的约10倍的长时间内，改变转速时，这足够了，而且主轴马达的负荷显著降低。
然而，在该计算过程中，跳跃时间Tj是当前间插单元之后可能发生的最长跳跃时间。因此，如果光盘马达的转速变化占用多达10倍跳跃时间，则假定到达当前间插单元之前的跳跃时间是Tj-1，如果Tj＜Tj-1，则在达到目标转速C之前，发生下一次跳跃。在这种情况下，由于跳跃距离也短，所以转速的变化小，不产生问题。即，间插单元的大小是对于后续跳跃减小主轴马达转速变化的波动所需的大小。因此，如果在跳跃之前阅读间插单元时，知道实际跳跃距离，则光盘通常以可以确保下限阅读速率LinAmin的转速旋转，而且主轴马达的转速可以升高到跳跃之前要求的转速。然而，在该方法中，必须在改变主轴马达的转速所需的时间之前，确定下一次跳跃的目的地。如果在再现多场景期间无缝改变到另一个场景，则它花费的时间比改变主轴马达的转速所需的时间长，而且该响应低于该实施例方法中的响应，这不是最佳的。
因此，由于主轴马达的加速时间或减速时间比跳跃时间长得多，所以可以产生下面的效果。假定主轴马达的角加速度是常数，则转速的变化与加速时间成正比。由于角加速度与马达转矩成正比，而且马达转矩与流入马达线圈的电流成正比，所以可以显著节省马达所需的电流，因此可以减小电源的尺寸，而且可以减小该装置的尺寸。特别是，从重量和大小的观点出发，对于便携式再现装置，该优点非常显著。
图18是示出在对该实施例的光盘进行再现期间，发生跳跃的情况下，光盘阅读速率(与光盘线速度成正比)和主轴马达转速的3种变化的原理图。在该图中，水平线示出线速度或转速被牵引到控制的目标值。该图示出在以线速度LinCmin进行再现期间，内部圆周方向上的最长距离Smax跳跃的情况(即，使用转速rotCmin，如果不特别区别线速度和转速，此后使用Cmin，同样的原因使用Cmax)。在第一个例子中，在跳跃期间，主轴马达的转速发生变化，如粗线所示。当从外部圆周移动到内部圆周时，LinCmin的值不是恒线速度，而在内部圆周上大，因此跳跃之后的LinCmin比跳跃之前的LinCmin大。在开始跳跃的同时，主轴马达开始加速，而在跳跃结束时，开始以下限阅读速率LinAmin(即，下限阅读速率Vrmin)进行再现。在下一次跳跃发生之前，该转速已经达到目标速度Cmin。
虚线示出第二个例子，在该第二个例子中，跳跃期间，主轴马达不被加速，即AccDisk＝0，而且在跳跃结束时，主轴马达开始加速。在这种情况下，Cmin的值比粗线情况的值大。跳跃期间，主轴马达保持同样的转速，而在跳跃结束时，开始以下限阅读速率LinAmin再现。此后，主轴马达的转速根据角加速度变化。在这种情况下，主轴马达以与上面粗线所示例子中相同的角加速度加速，而且通过执行粗线和虚线所示的操作，在发生下一次跳跃之前，足以达到目标速度Cmin。
第三个例子与第二个例子类似，AccDisk＝0，开始如虚线所示，但是跳跃之后的加速度小，并根据双虚线操作。在这种情况下，在下一次跳跃发生之前，达到目标速度Cmin。
图19和20示出在本实施例的光盘设备中，主轴马达目标转速的上限控制目标和下限控制目标的计算例子。在这些例子中，假定最内部圆周是23.6mm，最外部圆周是58mm，光盘标准阅读速率是3倍可变速度，而上限阅读速率是3.7倍可变速度，该速度是在AccDisk为0，即，下限和Smax为200,000时计算的。在这两个图中，横轴表示径向位置，图19中的纵轴以对应于双层DVD-ROM光盘的标准线速度的比例示出该线速度，而图20的纵轴示出转速。每条线上均有方向箭头，以将再现层0，即，当从内部圆周向外部圆周阅读时与再现层1，即，当从外部圆周向内部圆周阅读时区别开。图20所示基准转速的曲线表示3倍可变速度的CLV系统内的值。
在图20所示的情况下，由于AccDisk的值是0，所以在跳跃期间，无需改变主轴马达的转速。即，可以实现如图18所示第二个和第三个例子的操作。通常，在跳跃期间，进给马达驱动电路216和主轴马达驱动电路215均需要大电功率。在快速跳跃的情况下，则所需的电功率升高。特别是，在便携式家用电器中，不能提供足够的电功率，这是一个严重问题。然而，在该方法中，由于在跳跃之后，足以改变主轴马达的转速，所以抑制功率消耗的峰值，而不延迟跳跃时间。在图18所示的第二个和第三个例子中，在跳跃结束后，使主轴马达加速，但是在跳跃期间，可以在占用较大部分功率消耗的进给马达的操作结束后，即在粗存取处理结束时，开始使主轴马达加速。当向外部圆周跳跃时，该马达被减速，而且可以执行与加速相同的操作。另一方面，在减速情况下，利用主轴马达的粘滞阻力，可以使它稍许减速，而不消耗电功率。因此，还可以在粗存取处理时，进行这种稍许减速，而不增加功率消耗。
在该实施例中，上限阅读速率是3.7倍可变速度。在以下限转速进行操作的情况下，从图20可以看出，当以从外部圆周到内部圆周的方向进行阅读时，即，当阅读层1时，在最高转速的最外部圆周附近，转速等于转速RotCmin，转速RotCmin是最内部圆周上的下限阅读速率LinCmin。换句话说，根据该实施例，在最内部圆周附近，光盘用于CAV系统中。因此，通过以下限速度Cmin转动主轴马达，无需提高主轴马达的最高转速，因此，不需要提高主轴马达的性能。
在该实施例的光盘设备中，在图19和20所示的上限与下限之间，设置位于当前径向位置的主轴马达的目标速度C。通过考虑到误差和容差，尽可能靠近下限进行设置，可以降低光盘设备的噪声。在层0，由于向外部圆周执行跳跃，转速较低，所以下限转速是可以获得下限阅读速率LimAmin的转速。随着靠近外部圆周，外围长度越长，而且即使是在跳跃同样扇区距离时，跳跃半径仍更短。因此，由于可以抑制跳跃之后线速度升高，所以随着靠近外部圆周，上限线速度升高。随着越靠近外部圆周，跳跃Smax(预定距离A)到达层1，而且在下限速度曲线和上限速度曲线中，倾角均显著变化。当移动到层1时，此时，跳跃方向向着线速度下降的内部圆周，因此随着越靠近内部圆周，下限速度升高，而且上限速度成为上限阅读速率LinBmax。在最内部圆周附近，由于Smax超过剩余扇区，所以实际上，可能的最长跳跃目的地是最内部圆周，而且此时，下限速度下降。从该图可以看出，在该实施例中，当再现层0和层1时，在内部圆周侧，存在不能设置公共目标速度C的半径，从外部圆周到内部圆周，层1的速度C比层0的速度C快。
特别是在层1中，假定目标速度C是下限速度Cmin，则在该实施例中可以提供特性良好的目标速度C。从外部圆周到内部圆周的Cmin的曲线的转速在内部圆周高，而线速度也高。作为光盘本身的一般特性，在光盘平面的向外方向，外部圆周的位移大。因此，当在外部圆周，线速度低时，在光头的聚焦方向上的跟踪能力方面不需要过大的值。在内部圆周区域上，转速是固定的，而且与层0的最内部圆周的转速相同。由于光盘的离心加速度通常不取决于半径，而取决于转速，而且转速不升高，所以不需要通过应用该实施例提高光道方向上的跟踪能力。此外，由于光盘设备的噪声主要起因于光盘的旋转方向，所以还抑制了噪声电平。
作为设置目标速度C的方法，也可以使用图21所示的简化曲线，如图19中的区域所示。即，设置4条曲线：层0的内部圆周是3倍可变速度的恒线速度的曲线A，层1的内部圆周是恒转速Cmin的曲线D，层1的外部圆周是层1上的最高线速度比值Cmin的恒线速度的曲线C，层0的外部圆周是位于曲线C的最外部圆周上的转速的恒转速的曲线B。因此，可以设置用于根据半径转换传统恒线速度控制和恒转速控制的速度目标，而且可以简化该控制系统。因此，还可以在目标速度中设置简化曲线。
在这种光盘设备中，当根据操作单元222提供的信息进行跳跃时，至少存在两种类型的跳跃。一种是在要求从中间部分再现电影，或者要求跳过部分或者返回时的非无缝跳跃，另一种是在再现多场景时要求的无缝跳跃。
首先，利用无缝跳跃开始再现。在这种情况下，当光盘速度，即主轴马达转速(转速)或光盘线速度达到目标速度C时，开始从光道缓冲器221获取数据，而且去复用器224获得该数据，因此解码器225、226、227、228开始解码，然后从输出端230、231、232输出。
此后，在无缝跳跃的情况下，不考虑光盘速度，继续从光道缓冲器221获取数据。对于DVD-ROM驱动器或设计用于利用光盘设备与其相连的主计算机进行解码的类似驱动器，在非无缝跳跃时，当光盘速度达到目标速度C时，通过驱动器接口，将数据送到主计算机。提供非无缝跳跃以避免发生不希望的现象，例如在估计目标速度之前在速度低时开始解码，不能保持解码器要求的数据速率，以及在降低到目标速度之前开始解码，相反，如果之后立即进行无缝跳跃而超过上限阅读速率LinBmin，则产生阅读错误，而且不能保持该数据速率。
根据对计算目标速度C的下限Cmin和上限Cmax的方法所做的说明，可以明白，Smax是一个重要值。从功率消耗和噪声的观点出发，主轴马达应该以尽可能低的速度旋转。重要的是，根据标准确定Smax的上限值，但是在实际光盘上，可能不存在多场景(复用部分)，即，Smax是0，或者最长跳跃距离(断续间隔)可以比该标准的上限短。此外，在这种情况下，在假定Smax为该标准的上限的前提下，通过确定目标速度C，转动主轴马达是无用的。相反，通过制造描述包括在光盘上、例如位于图2光盘201的控制数据814的物理格式信息内的信息Smax的光盘，在该光盘设备内，可以从光盘上读取Smax信息，然后，设置目标速度C。作为一种选择，作为记录在光盘上的时序数据的属性信息，例如，可以将各视频标题集VTS的Smax信息记录到视频管理器VMG上。在该实施例的光盘再现装置中，通过从光盘上读取这些值，即使在同一个光盘201上，仍可以根据属性信息，设置最佳目标速度C，而且可以降低噪声和功率消耗。
在没有解码器的光盘驱动器中，位于连接端的主计算机从时序数据的属性信息中获得Smax值，然后，通过接口，将该信息送到光盘驱动器，因此可以实现与上述相同的操作。
正如在此所述，根据第一实施例，由于可以降低主轴马达的加速度，所以可以显著减小该马达所需的电流，因此可以减小电源的尺寸，而且还可以减小该装置的尺寸。
接着，将说明本发明的第二实施例。在第一实施例中，无缝再现的跳跃方向仅在改变扇区号时是正向，但是在该实施例中，还允许负向。图22和23示出该实施例的光盘设备的目标光盘转速范围。在第一实施例中，仅在层0内，跳跃是从内部圆周到外部圆周，而仅在层1中，跳跃是从外部圆周到内部圆周。相反，在该实施例中，在每层上，均可以在两个方向进行跳跃。在图19中，在特定径向区域上，层0的下限速度高于层1的上限速度，而且在该区域上，不能设置以两个方向进行跳跃的目标速度C。
在该实施例中，为了消除这种区域，上限阅读速率LinBmax被计算为4.3倍可变速度。从图22和23可以看出，不存在重叠区域，而且在任何半径上，在以内部圆周方向和外部圆周方向进行跳跃时，均存在位于下限速度和上限速度之间的区域，而且可以设置该目标速度C。为了确保以3倍可变速度阅读，仅以约1.4速度进行阅读就足够了。对于CAV系统的光盘，在最外部圆周上，要求以最内部圆周的约7.5倍的线速度进行阅读，但是该实施例的显著优点是，可以显著降低最高线速度。还是在该实施例中，与3倍可变速度的CLV系统相比，不需要提高主轴马达的最高转速。
当使上限线速度稍许进一步升高到约4.5倍时，整个半径上的上限线速度的最小值不低于下限线速度，而且可以以约3.65倍的恒线速度操作整个光盘。
此外，在作为用于提供各种容限的装置的传统DVD播放器中，已知以高于下限阅读速率LinAmin的恒线速度操作光盘，但是不知道真实原因。尽管不能确保，但是只要可以阅读，也可试图以恒阅读速率在DVD-ROM上阅读。
在传统DVD视频中，假定设备在无缝再现期间在进行跳跃期间可以完成改变主轴马达的转速，但是在本发明中，取消了这种限制。因此，根据AccDisk或Smax的值，该实施例确定的主轴马达的转速可以与传统结果，即，传统CLV系统的值接近相同。顺便提一句，如果可以以足够大的值设置上限速度LinBmax，则与利用高速DVD-ROM驱动器再现传统DVD视频光盘的情况相同，可以应用CAV系统，而且不需要提高主轴马达的转速。由于在该系统中，降低了这种传统限制，所以这样获得的效果可以与根据该条件在传统操作中获得的效果相同。该实施例的特征就是，可以获得与仅CLV系统或CAV系统不同的效果。例如，如果所出现的仅是CLV系统，则可以利用Smax值改变线速度。对于两层或多层光盘，即使设计对所有层共同设置恒线速度，仍可以以线速度不固定的方式确定速度C。例如，当再现在无缝再现期间可能从外部圆周跳跃到内部圆周的光盘(或光盘层)时，在接近最外部圆周的区域内，可设计为以接近恒角速度的速度操作，而在外部圆周上，在接近外部圆周时，以较低线速度操作。
在无缝再现过程中发生跳跃期间，可能没有完成主轴马达转速的变化，在这种情况下，与现有技术相比，改善了该实施例的效果。此外，该实施例方法中设置目标速度C的效果得到的加强不到上限速度B，该上限速度B不受实现CAV操作的恒转速目标速度的限制。此外，对于双层或更多层光盘，即使在可以对所有层共同设置为恒线速度，当以线速度不恒定的方式确定目标速度C时，仍可以进一步增强效果。例如，当在无缝再现期间从外部圆周跳跃到内部圆周的情况下，再现光盘(或光盘层)时，在靠近最内部圆周的区域内，设计为以接近恒角速度的速度操作，或者以恒线速度操作，或者以两者中间的速度操作，而且在进一步的外部圆周上，随着向外部圆周前进，线速度降低到目标速度。
在不具有对每层共有的恒线速度区域的条件下，获得该实施例特有的原始目标速度C。当应用到单层光盘时，与无缝再现期间从外部圆周跳跃到内部圆周的情况相比，可以获得更显著的效果。当仅从内部圆周跳跃到外部圆周时，Cmin仅是恒线速度，而且与现有技术没有太大的不同。
上面的说明涉及只读光盘，但是当应用于可记录光盘时，该实施例的优点更加显著。通常，在可记录光盘上，当记录速度发生变化时，必须改变用于进行记录的激光功率和其它条件，而且考虑到记录速度的波动，必须改变记录层的成分。然而，随着速度波动范围的增大，这样做有困难。因此，通常难以实现与在CAV系统中相同，具有约2.5倍的线速度变化的系统。相反，在该方法中，由于线速度的变化小，更容易实现。
对于用于设置图17所示目标速度C的过程定时，可以考虑各种定时。例如，在其中保存Smax或数据的最外部圆周位置的情况下，当设计光盘时可以设置目标速度C。当光盘再现装置开始再现光盘时，可以读出并设置各种参数，或者在再现时，根据要求计算目标速度Cmax、Cmin，而且可以根据这些值，确定目标速度C。除了计算目标速度C的方法，每当需要时，还必须以任意方式将目标速度C存储到驱动器中，而且对于该用途，有几种方法。例如，通过将恒转速曲线与恒线速度曲线组合在一起表示，可以设计程序以在操作时选择曲线，或者将半径与目标速度之间的关系存储为一个用于描述足够小半径间隔的表。
此外，将目标设置为转速，但是通过变换为阅读线速度，而非转速，可以进行控制。
因此，该实施例提供了如下装置。
(1)光盘设备，用于再现具有记录在其上的多个数据的光盘，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，该光盘设备包括：
用于确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值和离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值中较大的一个的装置；以及
目标速度设置装置，用于将高于确定装置确定的较大最小值的转速设置为当前阅读位置的目标转速。
(2)光盘设备，用于再现具有记录在其上的多个数据的光盘，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，要求该光盘在阅读时间Tj内跳跃预定间隔，该光盘设备包括：
用于确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值A和离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值B中较大的一个的装置；以及
目标速度设置装置，当最小值B较大时，用于将(最小值B-马达加速度AccDisk×Tj)和转速A中的较大者设置为当前阅读位置的目标转速。
(3)光盘，在其上记录了多个数据，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，其中在连续再现时，要求在预定间隔内跳跃，并将预定间隔的数据记录到光盘上的特定位置。
(4)光盘，在其上记录了多个数据，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，其中在连续再现时，要求在预定间隔内跳跃，并记录预定间隔的数据作为该数据的属性信息。
(5)光盘设备，用于通过根据径向位置改变光盘转速，再现光盘，其中当在光盘转速升高的方向跳跃时，在完成了用于跳跃的进给马达的操作后，开始操作用于改变光盘转速的马达。
在(1)和(2)的光盘设备中，即使光盘转速不能充分跟上目标转速，直到跳跃之后进行阅读时，仍可以确保阅读速率是最低阅读速率或者更高。
在(3)和(4)的光盘中，在每个光盘上或者在每个数据项目上，可以设置最长跳跃距离，而且通过根据内容设置最小值，可以将光盘转速抑制到要求的最低限度内，因此可以抑制噪声，而且可以节省光盘设备的功率消耗。
在(5)的光盘设备中，在跳跃时，进给马达和主轴马达同时加速或减速，这样可以避免增加功率消耗的峰值，而且可以节省功率消耗，而无需延长跳跃时间。
尽管上面的说明涉及本发明的特定实施例，但是显然，在本发明实质范围内，可以进行许多修改。所附权利要求意在覆盖这些修改，因为它们落在本发明的实质范围内。因此，无论从哪个方面看，在此公开的实施例均是说明性的，而非限制性的，本发明的范围不是由上面的说明指出的，而是由所附权利要求指出的，因此，权利要求等效意义或范围内的所有变化均试图包括在所附权利要求的范围内。

Claims (22)

1、一种光盘设备，用于再现具有记录在其上的多个数据的光盘，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，该光盘设备的特征在于包括：
用于确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值和离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值中较大的一个的装置；以及
目标速度设置装置，用于将高于所述两个最小值中较大的一个的转速设置为当前阅读位置的目标转速。
2、一种光盘设备，用于再现具有记录在其上的多个数据的光盘，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，要求该光盘在预定时间Tj内跳跃预定间隔，该光盘设备的特征在于包括：
用于确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值A和离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值B中较大的一个的装置；以及
目标速度设置装置，当最小值B较大时，用于将最小值B减去加速度AccDisk×Tj获得的值和转速A中较大的一个设置为当前阅读位置的目标转速。
3、根据权利要求1或2所述的光盘设备，其特征在于，确定装置将当前阅读位置要求的光盘转速的最小值与离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值进行比较。
4、根据权利要求1或2所述的光盘设备，其特征在于，光盘的扇区号在外部圆周比在内部圆周大，而且确定装置将当前阅读位置的扇区号NsecA与第二位置的扇区号NsecB进行比较，并且当NsecA＜NsecB时，确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值较大。
5、根据权利要求1或2所述的光盘设备，其特征在于，确定装置将当前阅读位置的半径RA与第二位置的半径RB进行比较，并且当RA＜RB时，确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值较大。
6、根据权利要求1或2所述的光盘设备，其特征在于，
确定可以阅读光盘的最高线速度；以及
设置光盘转速的最大值，以实现以最高线速度或者低于最高线速度的线速度进行阅读，而无论是位于当前阅读位置还是位于内部圆周位置。
7、根据权利要求1或2所述的光盘设备，其特征在于，光盘设备读取在光盘上记录的指示预定间隔的数据。
8、根据权利要求1或2所述的光盘设备，其特征在于，光盘设备接收从光盘设备的外部输入的指示预定间隔的数据。
9、根据权利要求1所述的光盘设备，其特征在于，该光盘包含多层光盘，所述多层光盘具有在其上从内部圆周到外部圆周记录数据的第一层和在其上从外部圆周到内部圆周记录数据的第二层，该光盘设备的特征在于包括：
根据数据阅读位置的半径，将光盘的转速控制到目标转速的装置，而且其特征在于，
当在预定半径进行再现时，阅读第二层的转速比阅读第一层的转速高。
10、根据权利要求1、2、9之任一所述的光盘设备，其特征在于，至少具有用于无缝再现的第一跳跃方法和用于非无缝再现的第二跳跃方法，而且其特征在于，在以第二跳跃方法跳跃后，在光盘转速已经达到目标转速后，开始数据输出，而在数据输出期间，当发生第一跳跃方法的跳跃时，连续进行数据输出，而与光盘转速无关。
11、根据权利要求1所述的光盘设备，其特征在于，该光盘设备通过根据径向位置改变光盘转速再现光盘，并且在跳跃到光盘转速升高到大于当前位置的转速的位置的情况下，在完成了用于跳跃的进给马达的操作后，开始操作用于改变光盘转速的马达。
12、根据权利要求7所述的光盘设备，其特征在于，光盘将指示预定间隔的数据存储在光盘上的特定位置。
13、根据权利要求7所述的光盘设备，其特征在于，光盘存储指示预定间隔的数据作为记录数据的属性信息。
14、一种光盘再现方法，用于再现具有记录在其上的多个数据的光盘，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，该方法的特征在于包括：
用于确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值和离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值中较大的一个的步骤；以及
用于将高于所述两个最小值中较大的一个的转速设置为当前阅读位置的目标转速的步骤。
15、一种光盘再现方法，用于再现具有记录在其上的多个数据的光盘，以不低于特定阅读线速度的速度、以预定间隔或更小间隔离散阅读该数据，要求该光盘在阅读时间Tj内跳跃预定间隔，该方法的特征在于包括：
用于确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值A和离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值B中较大的一个的步骤；以及
当最小值B较大时，将最小值B减去加速度AccDisk×Tj获得的值和转速A中较大的一个设置为当前阅读位置的目标转速的步骤。
16、根据权利要求14或15所述的光盘再现方法，其特征在于，确定步骤包括将当前阅读位置要求的光盘转速的最小值与离开当前阅读位置预定距离的第二位置要求的光盘转速的最小值进行比较的子步骤。
17、根据权利要求14或15所述的光盘再现方法，其特征在于，光盘的扇区号在外部圆周比在内部圆周大，而且确定步骤包括将当前阅读位置的扇区号NsecA与第二位置的扇区号NsecB进行比较，而当NsecA＜NsecB时，确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值较大的子步骤。
18、根据权利要求14或15所述的光盘再现方法，其特征在于，确定步骤包括将当前阅读位置的半径RA与第二位置的半径RB进行比较，而当RA＜RB时，确定当前阅读位置要求的光盘转速的最小值较大的子步骤。
19、根据权利要求14或15所述的光盘再现方法，其特征在于，
确定可以阅读光盘的最高线速度；以及
设置光盘转速的最大值，以实现以最高线速度或者低于最高线速度的线速度进行阅读，而无论是位于当前阅读位置还是位于内部圆周位置。
20、根据权利要求14所述的光盘再现方法，该光盘包含多层光盘，所述多层光盘具有在其上从内部圆周到外部圆周记录数据的第一层和在其上从外部圆周到内部圆周记录数据的第二层，该方法的特征在于包括：
根据数据阅读位置的半径，将光盘的转速控制到目标转速的步骤，而且其特征在于，
当在预定半径进行再现时，阅读第二层的转速比阅读第一层的转速高。
21、根据权利要求14、15、20之任一所述的光盘再现方法，其特征在于，至少具有用于无缝再现的第一跳跃方法和用于非无缝再现的第二跳跃方法，而且其特征在于，在以第二跳跃方法跳跃后，在光盘转速已经达到目标转速后，开始数据输出，而在数据输出期间，当发生第一跳跃方法的跳跃时，连续进行数据输出，而与光盘转速无关。
22、根据权利要求14所述的光盘再现方法，其特征在于该光盘再现方法通过根据径向位置改变光盘转速再现光盘，并且在跳跃到光盘转速升高到大于当前位置的转速的位置的情况下，在完成了用于跳跃的进给马达的操作后，开始操作用于改变光盘转速的马达。
CNB200410064433XA 2003-08-26 2004-08-26 光盘设备、光盘再现方法以及光盘 Expired - Fee Related CN1303590C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP301993/2003 2003-08-26
JP2003301993A JP4057980B2 (ja) 2003-08-26 2003-08-26 光ディスク装置、光ディスク再生方法及び光ディスク

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1591596A CN1591596A (zh) 2005-03-09
CN1303590C true CN1303590C (zh) 2007-03-07

Family

ID=34225074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB200410064433XA Expired - Fee Related CN1303590C (zh) 2003-08-26 2004-08-26 光盘设备、光盘再现方法以及光盘

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20050053364A1 (zh)
JP (1) JP4057980B2 (zh)
CN (1) CN1303590C (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006048735A (ja) * 2004-07-30 2006-02-16 Toshiba Corp 光ディスク装置、光ディスク記録方法及び光ディスク
JP4356624B2 (ja) * 2005-02-07 2009-11-04 株式会社日立製作所 記録再生装置、記録装置、記録再生方法及び記録方法
CN101164347B (zh) * 2005-04-26 2010-08-25 汤姆森许可贸易公司 同步流打包
JP4799475B2 (ja) 2007-04-27 2011-10-26 株式会社東芝 情報記録装置及び情報記録方法
JP2011223097A (ja) * 2010-04-05 2011-11-04 Sony Corp 画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラム
JP2019164871A (ja) * 2018-03-20 2019-09-26 株式会社東芝 磁気ディスク装置及び磁気ディスク装置の制御方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11144263A (ja) * 1997-11-12 1999-05-28 Sony Corp 光ディスク装置
JP2001266463A (ja) * 2000-03-17 2001-09-28 Kenwood Corp 光ディスク再生装置
JP2003132554A (ja) * 2001-10-29 2003-05-09 Kenwood Corp ディスク装置及びトラックジャンプ方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11144263A (ja) * 1997-11-12 1999-05-28 Sony Corp 光ディスク装置
JP2001266463A (ja) * 2000-03-17 2001-09-28 Kenwood Corp 光ディスク再生装置
JP2003132554A (ja) * 2001-10-29 2003-05-09 Kenwood Corp ディスク装置及びトラックジャンプ方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005071510A (ja) 2005-03-17
US20050053364A1 (en) 2005-03-10
CN1591596A (zh) 2005-03-09
JP4057980B2 (ja) 2008-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1279515C (zh) 在信息存储介质上存储信息的方法及其再现装置
CN1115669C (zh) 数据记录媒体、再现和记录方法和装置及传输系统
CN1104724C (zh) 信息记录方法以及重放方法
CN1126080C (zh) 信息再生装置
CN1114212C (zh) 记录媒体的数据记录装置和方法以及数据再生装置和方法
CN1115045C (zh) 对媒体进行位流交错录放的方法及装置
CN1189887C (zh) 信息记录装置以及信息再生装置
CN1132418C (zh) 再生方法和再生装置
CN1251189C (zh) 光盘控制器和使用该光盘控制器的光盘设备
CN1156843C (zh) 编码判断、记录介质判断以及信息记录的装置和方法
CN1516963A (zh) 数据记录装置、数据记录方法、程序存储介质以及程序
CN1314048C (zh) 在光盘上记录一个被编码的比特流的方法和记录设备
CN1129119C (zh) 光盘驱动装置和时序信号产生器及信息记录和再现方法
CN1165896C (zh) 数据记录装置和方法
CN1551197A (zh) 一种信息存储方法
CN1741171A (zh) 光盘单元、光盘记录方法、以及光盘
CN1506944A (zh) 信息记录媒体、信息重放设备、信息重放方法以及计算机程序
CN1303590C (zh) 光盘设备、光盘再现方法以及光盘
CN1759440A (zh) 信息记录设备和介质信息通知方法
CN1199171C (zh) 记录设备和方法
CN1202664C (zh) 不完全视频流的记录
CN1918653A (zh) 信息记录介质、信息记录装置和方法、以及计算机程序
CN101290789B (zh) 光盘驱动器和光盘记录方法
CN1993761A (zh) 信息再现装置、信息再现方法等
CN1728261A (zh) 次画面解码时的中断信号产生方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070307

Termination date: 20090928